一种沼气脱硫化学吸收塔的制作方法

本实用新型涉及一种沼气脱硫技术领域，特别是涉及一种沼气脱硫化学吸收塔。

背景技术：

沼气是一种可再生的高品位清洁能源，其组成成分包括甲烷(60-70％)、二氧化碳(25-40％)、以及少量的硫化氢(臭鸡蛋味)、氨气、氢气等。其中，硫化氢是含硫化合物在微生物还原过程中形成的，对燃烧动力设备和金属管道有很强的腐蚀作用，其燃烧产生的二氧化硫和三氧化硫是环境酸化的重要前驱物，具有较大的危害。因此，为了避免硫化氢腐蚀压缩机、气体储罐、发动机等、以及避免硫化氢中毒，沼气在使用之前需要进行脱硫处理。并且，相关标准规定，用于民用集中供气，沼气的含流量不大于 20mg/m³，用于发电供气，含硫量不大于200mg/m³。

现有技术中，沼气脱硫技术主要有干法脱硫技术、湿发脱硫技术、及生物脱硫技术。其中，干法脱硫技术是利用固体吸附剂(氧化铁、活性炭等)的物理作用和化学氧化作用，将硫化氢氧化生成单质硫和硫酸盐，主要适用于硫化氢含量低的沼气；干法脱硫技术的脱硫效率不稳定，脱硫剂易饱和，硫容量低，需定期更换，运行费用高，易造成二次污染。湿法脱硫是利用碱液等液体吸收剂吸收硫化氢，碱液吸收饱和后再生重复利用，适用于硫化氢含量高或流量大的沼气；湿法脱硫技术的吸收剂消耗量大，去除效率低，操作困难。生物脱硫工艺主要由两部分组成：(1)在化学吸收塔中利用碱液把沼气中的硫化氢洗脱下来；(2)在生物反应器中把吸收液中的硫化氢氧化成单质硫或者硫酸根。与干法脱硫和湿发脱硫技术相比，生物脱硫技术的工艺流程简单、操作方便、高效易控制，运行成本低。

对于沼气生物脱硫技术而言，化学吸收塔的设计至关重要，其影响碱液对沼气中硫化氢的吸收率，进而影响沼气的脱硫效果及脱硫效率。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型提供一种沼气脱硫化学吸收塔，主要目的在于，提高碱液对硫化氢的吸收率。

为达到上述目的，本实用新型主要提供如下技术方案：

一方面，本实用新型的实施例提供一种沼气脱硫化学吸收塔，其包括:

罐体，所述罐体上开设有出气口；

塔内件，所述塔内件设置在所述罐体内；所述塔内件包括：碱液分布器、填料机构、进气装置，含硫碱液收集装置；其中，所述出气口、碱液分布器、填料机构、进气装置，含硫碱液收集装置从上到下依次分布；

其中，所述碱液分布器设置成压力式排管分布器；其中，所述压力式排管分布器通过管路与所述罐体外的碱液池连通，在压力作用下使碱液由所述压力式排管分布器上的喷嘴喷出；

所述进气装置包括进气布气管；其中，所述进气布气管上开设有多个进气孔，且进气孔朝下设置；所述进气布气管通过管路与所述罐体外的加压泵连接；

其中，由所述进气装置进入所述罐体内的沼气在压力作用下由下往上通过所述填料机构；由所述碱液分布器喷出的碱液进入所述填料机构中与沼气发生逆向传质，使碱液吸收沼气中的硫化氢得到含硫碱液，净化后的沼气从所述出气口中排出，含硫碱液在重力作用下流入所述含硫碱液收集装置中。

优选的，所述塔内件还包括除沫器，用于将除硫后的沼气中的泡沫和雾滴除去；所述除沫器位于所述出气口的下方、所述除沫器位于所述碱液分布器的上方。

优选的，所述除沫器包括：

限位腔体，所述限位腔体为筒状结构，且所述限位腔体的底部设置有多个通气孔，每个所述通气孔处设置有向下延伸的引流丝；所述限位腔体的顶部敞口设置；

金属丝网块，所述金属丝网块填充在所述限位腔体中；

压力盖，所述压力盖包括压环和多根压条；其中，所述压环呈环状结构，且所述压环与所述限位腔体以可拆卸的方式连接；所述压条位于所述压环围设的腔体中，且与所述压环连接；其中，多根压条交叉成网状结构。

优选的，所述塔内件还包括喷淋洗涤器；其中，所述喷淋洗涤器位于所述除沫器的上方、位于所述出气口的下方；所述罐体上开设有排水口；所述喷淋洗涤器用于连通所述罐体外的水系统，利用高压水清洗所述沼气脱硫化学吸收塔。

优选的，所述出气口连接有总出气管路；其中，所述总出气管路通过管路分别与所述进气装置、出气管连通；其中，当所述出气口排出的沼气不合格时，使出气口排出的气体再次通过进气装置进入化学吸收塔中对沼气进行多次重复净化；当所述出气口排出的沼气合格时，使出气口排出的沼气流向出气管。

优选的，所述填料机构包括：

至少一个填料层，每一所述填料层包括筒状支撑件及多个填料；其中，所述筒状支撑件固定在所述化学吸收塔内，所述筒状支撑件的上敞口端连接有金属丝网、所述筒状支撑件的下敞口端连接有金属丝网；多个所述填料散堆于所述筒状支撑件、金属丝网围设而成的腔体中；

曝气层，每个填料层的下方均设有曝气层；其中，所述曝气层包括曝气管；所述曝气管的一端封闭，另一端用于连通位于所述罐体外的空气压缩机；所述曝气管的下方开设有多个曝气孔。

优选的，所述曝气管包括依次连通的多个曝气单管；且多个所述曝气单管平行设置。

优选的，所述曝气孔均匀分布在所述曝气管上；和/或所述填料选用拉西环填料。

优选的，所述含硫碱液收集装置包括：

导流板，所述导流板焊接在所述化学吸收塔的内壁，且所述导流板向下倾斜设置，且与水平方向呈设定角度α；其中，10°≤α≤20°；

漏斗，所述漏斗与所述导流板的下端连接；

出液导管，所述出液导管的一端与所述漏斗连通，另一端用于连通位于所述沼气脱硫化学吸收塔外的生物氧化脱硫池。

优选的，所述碱液分布器包括：

进液口，所述进液口通过设置有加压泵的管路与所述罐体外的碱液池连通；

液位管，所述液位管的上端与所述进液口连接；

液体分配管，所述液体分配管与所述液位管的下端连接；

多根排管，所述排管位于所述液体分配管的下方、且与所述液体分配管连通；其中，所述排管的壁上设置有多个喷嘴，以向下喷洒碱液。

与现有技术相比，本实用新型的沼气脱硫化学吸收塔至少具有下列有益效果：

本实用新型实施例提供的沼气脱硫化学吸收塔通过将进气装置设置成出气孔朝下的进气布气管，提高布气性能，在压力作用下，使沼气向下流动；将碱液分布器设置在压力式排管分布器，使碱液在压力作用下，由排管上的喷嘴均匀地向下喷洒；上述设置能使进入填料机构中的沼气和碱液充分接触、并发生逆向传质，提高碱液对硫化氢的吸收率；最终提高沼气的脱硫效果。

进一步地，本实用新型实施例通过在化学吸收塔中的靠近塔顶的位置处安装的除沫器包括由金属丝网卷成的盘状结构，能将出气中的泡沫和雾滴去除。并且，本实施例的除沫器通过在通气孔处设置引流丝能将金属丝网块中的雾沫引流成液滴，并沿着引流细丝脱落，避免雾沫附着在金属丝网块表面，提高金属丝网块的透气性。

进一步地，本实用新型实施例通过在化学吸收塔内的靠近顶部的位置处安装洗涤喷淋装置，当塔内附着杂质影响运行效果时，开启洗涤装置，利用高压水冲洗除沫器和碱液分布器等，并在塔内注满水，完成对整个装置的清洗，清洗后，将污水由排水口排出即可。

进一步地，本实用新型实施例提供的填料机构通过在每一填料层的下方布设曝气层，利用曝气产生的微气泡造成的气流扰动，将附着在填料上的杂质冲洗掉，免去人力对填料的拆卸清理。

进一步地，本实用新型实施例提供的含硫碱液收集装置通过在化学吸收塔内靠近塔底的位置处设置倾斜的导流板，能对含硫碱液起到很好的引流作用，使含硫碱液沿着导流板流入锥形漏斗中，进一步由出液导管导流出化学吸收塔；上述设置不仅能很好地实现将含硫碱液导流至生物氧化脱硫池，还能降低含硫碱液在重力作用下流下塔底的噪音。

上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本实用新型的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

附图说明

图1是本实用新型的实施例提供的一种沼气脱硫化学吸收塔的结构示意图；

图2是本实用新型的实施例提供的一种除沫器的结构示意图；

图3是本实用新型的实施例提供的一种填料机构的结构示意图；

图4是图3所示填料机构中的曝气管的结构仰视图。

具体实施方式

为更进一步阐述本实用新型为达成预定实用新型目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本实用新型申请的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。在下述说明中，不同的“一实施例”或“实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一或多个实施例中的特定特征、结构、或特点可由任何合适形式组合。

实施例1

如图1所示，本实施例提供一种沼气脱硫化学吸收塔，其包括：罐体1 和塔内件；其中，塔内件包括：碱液分布器14、填料机构15、进气装置16，含硫碱液收集装置17。其中，出气口11、碱液分布器14、填料机构15、进气装置16，含硫碱液收集装置17从上到下依次分布。碱液分布器14设置成压力式排管分布器；其中，压力式排管分布器通过管路与罐体外的碱液池连通，在压力作用下使碱液由压力式排管分布器上的喷嘴喷出。进气装置16包括进气布气管；其中，所述进气布气管上开设有多个进气孔，且进气孔朝下设置；进气布气管通过管路与罐体外的加压泵18连接。其中，由进气装置16进入罐体内的沼气在压力作用下由下往上通过填料机构15；由碱液分布器14喷出的碱液进入填料机构15中与沼气发生逆向传质，使碱液吸收沼气中的硫化氢得到含硫碱液，净化后的沼气从出气口11中排出，含硫碱液在重力作用下流入含硫碱液收集装置17中。

本实施例提供的沼气脱硫化学吸收塔通过将进气装置设置成出气孔朝下的进气布气管，提高布气性能，在压力作用下，使沼气向下流动；将碱液分布器设置在压力式排管分布器，使碱液在压力作用下，由排管上的喷嘴均匀地向下喷洒；上述设置能使进入填料机构中的沼气和碱液充分接触、并发生逆向传质，提高碱液对硫化氢的吸收率；最终提高沼气的脱硫效果。

实施例2

较佳地，本实施例提供一种沼气脱硫化学吸收塔，与上一实施例相比，如图1和图2所示，本实施例进一步如下设计：

本实施例中的塔内件还包括除沫器13，用于将除硫后的沼气中的泡沫和雾滴除去；除沫器13位于出气口11的下方、除沫器13位于碱液分布器 14的上方；其中，除沫器13包括：限位腔体131和金属丝网块133；其中，限位腔体131为筒状结构，且限位腔体131的底部设置有多个通气孔1311，每个通气孔1311处设置有向下延伸的引流丝1312；限位腔体131的顶部敞口设置。金属丝网块133填充在限位腔体131围设成的腔体中(金属丝网块133呈盘状结构，与限位腔体的内部空间相适配)；压力盖包括压环132 和多根压条(未示出)；其中，压环132呈环状结构，且所述压环132与限位腔体131以可拆卸的方式连接；压条位于压环132围设的腔体中，且与压环132连接；其中，多根压条交叉成网状结构。

本实施例通过在化学吸收塔中的靠近塔顶的位置处安装的除沫器包括由金属丝网卷成的盘状结构，能将出气中的泡沫和雾滴去除。并且，本实施例的除沫器通过在通气孔处设置引流丝能将金属丝网块中的雾沫引流成液滴，并沿着引流细丝脱落，避免雾沫附着在金属丝网块表面，提高金属丝网块的透气性。

实施例3

较佳地，本实施例提供一种沼气脱硫化学吸收塔，与上述实施例相比，如图1所示，本实施例进一步如下设计：

本实施例中的塔内件还包括喷淋洗涤器12；其中，喷淋洗涤器12位于除沫器13的上方、位于出气口11的下方；化学吸收塔1设置有排水口19；喷淋洗涤器12用于连通化学吸收塔1外的水系统，利用高压水清洗罐体1 及其内部的部件，如除沫器、碱液分布器、填料机构等。

本实施例通过在化学吸收塔内的靠近顶部的位置处安装洗涤喷淋装置，当塔内附着杂质影响运行效果时，开启洗涤装置，利用高压水冲洗除沫器和碱液分布器等，并在塔内注满水，完成对整个装置的清洗，清洗后，将污水由排水口排出即可。

本实施例通过在塔内安装喷淋洗涤器能定期对塔内件进行清洗，这样能去除塔内件的杂质，进一步提高碱液对硫化氢的吸收效率。

实施例4

较佳地，本实施例提供一种沼气脱硫化学吸收塔，与上述实施例相比，如图1所示，本实施例进一步如下设计：

出气口11连接有总出气管路；其中，总出气管路通过管路分别与进气装置、出气管111连接；其中，当出气口排出的沼气不合格时，使出气口排出的气体再次通过第一管路112连通进气装置而进入化学吸收塔中对沼气进行多次重复净化；当所述出气口排出的沼气合格时，使出气口排出的沼气流向出气管111。通过这样设置使最终由出气管111排出的沼气的脱硫效果好，满足使用要求。

碱液分布器14包括压力式排管分布器；其中，压力式排管分布器包括：进液口141、液位管142、液体分配管143及多根排管144。进液口通过设置有加压泵的管路与所述罐体外的碱液池连通；液位管的上端与所述进液口连接；液体分配管与所述液位管的下端连接；排管位于所述液体分配管的下方、且与所述液体分配管连通；其中，所述排管的壁上设置有多个喷嘴，以向下喷洒碱液。压力式排管分布器通过管路(管路上设置有加压泵) 与碱液池连通，在压力作用下使碱液由压力式排管分布器上的排管侧壁的喷嘴喷出。通过这样设置，能使碱液在压力作用充分地喷洒入填料机构与沼气充分接触传质。

实施例5

较佳地，本实施例提供一种沼气脱硫化学吸收塔，与上一实施例相比，如图1、图3及图4所示，本实施例进一步对填料机构15进行如下设计：

填料机构15包括至少一个填料层，每个填料层的下方设置有曝气层。其中，每一填料层包括筒状支撑件151及多个填料153；其中，筒状支撑件 151固定在化学吸收塔1内，筒状支撑件151的上敞口端连接有金属丝网 153、筒状支撑件151的下敞口端连接有金属丝网153；多个填料153散堆于筒状支撑件151、金属丝网153围设而成的腔体中。填料153选用拉西环填料。具体地，拉西环填料包括拉西环本体，且拉西环本体上开设有孔；且拉西环本体包括内环和外环；其中，内环和外环通过连接筋连接；其中，孔开设在外环的壁上。

本实施例提供的填料机构通过在每一填料层的下方布设曝气层，利用曝气产生的微气泡造成的气流扰动，将附着在填料上的杂质冲洗掉，免去人力对填料的拆卸清理。

较佳地，曝气层包括曝气管154，曝气管154的一端封闭，另一端用于连通位于化学吸收塔外的空气压缩机；曝气管154的下方开设有多个曝气孔1541。曝气孔均匀布置。其中，曝气管154包括多根依次连通的曝气单管；且多根曝气单管平行设置，以使曝气层呈多层折叠管状结构。通过这样设置，可以增加曝气层的面积，增加单位面积的曝气量，提高对填料层的清洗效率。

实施例6

较佳地，本实施例提供一种沼气脱硫化学吸收塔，与上述实施例相比，如图1所示，本实施例进一步对含硫碱液收集装置17进行如下设计：

本实施例中的含硫碱液收集装置17包括：导流板171、漏斗172及出液导管173。其中，导流板171焊接在化学吸收塔1的内壁，且导流板171 向下倾斜设置，且与水平方向呈设定角度α；其中，10°≤α≤20°；优选为15°。漏斗172与导流板171的下端连接；出液导管173的一端与漏斗172连通，另一端用于连通位于化学吸收塔外的生物氧化脱硫池。

本实施例提供的含硫碱液收集装置通过在化学吸收塔内靠近塔底的位置处设置倾斜的导流板，能对含硫碱液起到很好的引流作用，使含硫碱液沿着导流板流入锥形漏斗中，进一步由出液导管导流出化学吸收塔；上述设置不仅能很好地实现将含硫碱液导流至生物氧化脱硫池，还能降低含硫碱液在重力作用下流下塔底的噪音。

较佳地，本实施例中的沼气生物脱硫系统还包括在线监测控制系统。通过在线监测控制系统(包括PLC和在线监测仪)对整个工艺流程进行实时监控，实现全自控运行。例如，在线监测控制系统与进气装置中的进气管路上的流量计、压力表、成分分析仪连接，并对进气装置中的进气进行控制；所述在线监测控制系统与所述出气口处的管路上的成分分析仪、阀门连接，以根据出气成分控制出气的流向。

综上，上述实施例中的提供的化学吸收塔的工作过程主要为：沼气在气体加压泵的作用下通过进气装置进入化学吸收塔填料底部，在压力作用下，由下往上均匀通过填料层。碱液由化学吸收塔上部液体分布器的压力喷嘴喷成细小的雾滴降落，与沼气发生逆向传质，从而将沼气中的硫化氢吸收，经净化的沼气经过除沫器后，从塔顶的出气口排出。吸收硫化氢后的碱液在重力作用下经过含硫碱液收集装置流入生物氧化脱硫池。

综上，本实用新型实施例提供的沼气脱硫化学吸收塔通过将进气装置设置成出气孔朝下的进气布气管，提高布气性能，在压力作用下，使沼气向下流动；将碱液分布器设置在压力式排管分布器，使碱液在压力作用下，由排管上的喷嘴均匀地向下喷洒；上述设置能使进入填料机构中的沼气和碱液充分接触、并发生逆向传质，提高碱液对硫化氢的吸收率；最终提高沼气的脱硫效果。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。